Таблица 4.7 Исходные данные для расчета необходимой степени очистки сточных вод на очистных сооружениях
|
Параметры сточных и |
|
|
|
|
|
Вариант очистки |
|
|
|
|
|
||||
|
природных вод |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
Сточные воды предприятия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Расход сточных вод, |
4,5 |
|
3,4 |
4,7 |
5,1 |
6,3 |
|
7,1 |
9,8 |
|
14,9 |
|
13,7 |
|
6,8 |
|
q (м3/с) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Концентрация взвешен- |
190 |
|
210 |
230 |
180 |
170 |
|
220 |
240 |
|
205 |
|
232 |
|
145 |
|
ных веществ, Свзв (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Время протекания воды от |
0,5 |
|
0,75 |
1,1 |
0,6 |
2,0 |
|
0,9 |
1,1 |
|
1,5 |
|
0,7 |
|
2,0 |
|
места сброса до расчет-ного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
створа, t (сут) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Полная биохимическая |
111 |
|
97 |
190 |
310 |
215 |
|
330 |
470 |
|
280 |
|
110 |
|
430 |
|
потребность сточной воды в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислороде, Lст (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Содержание кислоты в |
83 |
|
270 |
48 |
23 |
320 |
|
87 |
215 |
|
62 |
|
185 |
|
71 |
|
сточных водах, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ск (мг-экв/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Температура сточных вод, |
29 |
|
37 |
31 |
26 |
42 |
|
51 |
31 |
|
43 |
|
32 |
|
36 |
|
t0 С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Содержание вредных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
веществ, мг/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мышьяк |
0,06 |
0,07 |
- |
0,04 |
0,01 |
|
0,02 |
0,8 |
|
0,5 |
|
0,9 |
|
1,0 |
|
|
Селен |
0,03 |
0,04 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
|
0,04 |
- |
|
- |
|
0,03 |
|
- |
|
|
Свинец |
0,.5 |
0,2 |
0,03 |
- |
2,1 |
|
3,0 |
1,0 |
|
0,7 |
|
- |
|
- |
|
|
Кадмий |
- |
- |
0,02 |
- |
1,7 |
|
1,0 |
1,5 |
|
3,0 |
|
1,5 |
|
- |
|
|
Цинк |
2,1 |
1,5 |
1,2 |
1,8 |
4,0 |
|
5,0 |
3,0 |
|
2,5 |
|
5,0 |
|
2,4 |
|
|
Фтор |
1,5 |
2,1 |
2,6 |
2,4 |
1,2 |
|
2,8 |
2,0 |
|
1,8 |
|
2,6 |
|
1,8 |
|
|
аммиак (по азоту) |
2,0 |
- |
3,5 |
6,0 |
20 |
|
5,0 |
- |
|
- |
|
3,5 |
|
10 |
|
|
нитраты (по азоту) |
13 |
12 |
10 |
15 |
16 |
|
10,5 |
9,0 |
|
20 |
|
6,0 |
|
7,0 |
|
|
нефть многосернистая |
0,07 |
0,09 |
0,2 |
3,0 |
0,5 |
|
1,5 |
2,5 |
|
0,8 |
|
0,5 |
|
0,6 |
|
|
Фенол |
2,6 |
2,2 |
3,5 |
2,7 |
- |
|
0,05 |
0,5 |
|
1,0 |
|
0,6 |
|
- |
|
|
Бензол |
- |
- |
0,6 |
0,4 |
- |
|
1,0 |
2,0 |
|
- |
|
0,1 |
|
0,8 |
|
|
Цианиды |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
0,06 |
|
- |
|
0,3 |
|
0,1 |
|
|
|
|
Речная |
вода со |
сточными водами |
|
|
|
|
|
|
|
||||
8. Расход воды,Q (м3/с) |
41 |
|
67 |
98 |
101 |
210 |
|
300 |
490 |
|
620 |
|
310 |
|
215 |
|
9. Коэффициент смешения, y |
0,4 |
|
0,3 |
0,3 |
0,35 |
0,25 |
|
0,4 |
0,5 |
|
0,6 |
|
0,3 |
|
0,4 |
|
10. Концентрация взвешен- |
4 |
|
8 |
10 |
5 |
6 |
|
9 |
11 |
|
8 |
|
7 |
|
9 |
|
ных веществ до сброса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сточных вод, Св (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. Биохимическая потреб- |
2,0 |
|
1,5 |
3,0 |
2,6 |
2,1 |
|
1,9 |
2,1 |
|
2,2 |
|
2,0 |
|
2,5 |
|
ность в кислороде, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lв или Обпк (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. Содержание растворен- |
8,2 |
|
7,3 |
8,1 |
7,5 |
8,3 |
|
7,6 |
6,8 |
|
7,0 |
|
8,3 |
|
8,5 |
|
ного кислорода в речной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воде до сброса сточных вод, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ов (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. РН |
7,1 |
|
7,0 |
7,1 |
7,3 |
7,0 |
|
7,1 |
6,9 |
|
7,3 |
|
7,1 |
|
7,6 |
|
14. Щелочность (мг/л) |
3,5 |
|
3,6 |
5,0 |
3,0 |
7,0 |
|
6,0 |
3,3 |
|
4,6 |
|
6,5 |
|
3,1 |
|
ПДК растворенного кислорода в расчетном створе после сброса сточных вод Lдоп = 4 мг/л.
113
Продолжение таблицы 4.7
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
11 |
||||||||||
|
15. Максимальная температура |
21 |
19 |
18 |
20 |
21 |
17 |
18 |
22 |
17 |
|
16 |
|||||||||||
|
сточных вод в наиболее теплый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
летний период, t0 Сmax |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
16.Содержание вредных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
еществ, мг/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Кадмий |
0,06 |
0,001 |
- |
0,003 |
0,001 |
0,002 |
0,003 |
- |
- |
|
0,003 |
|||||||||
|
|
|
Ртуть |
0,002 |
- |
- |
0,001 |
0,001 |
- |
- |
- |
- |
|
0,001 |
|||||||||
|
|
|
Свинец |
0,001 |
0,005 |
- |
- |
0,005 |
0,005 |
0,006 |
0,03 |
0,01 |
|
- |
|||||||||
|
|
|
Цинк |
0,05 |
0,02 |
0,005 |
- |
- |
0,01 |
0,02 |
0,05 |
0,006 |
|
0,01 |
|||||||||
|
|
|
Фтор |
0,7 |
1,2 |
0,8 |
0,5 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
0,8 |
1,2 |
|
1,0 |
|||||||||
|
|
|
Мышьяк |
- |
- |
0,02 |
- |
- |
- |
- |
0,01 |
0,03 |
|
- |
|||||||||
|
|
|
аммиак (по азоту) |
0,3 |
0,4 |
0,01 |
0,5 |
- |
0,05 |
- |
0,2 |
0,03 |
|
0,01 |
|||||||||
|
|
|
нитраты (по азоту) |
2,0 |
4,0 |
3,0 |
1,5 |
1,8 |
3,0 |
2,0 |
2,0 |
0,6 |
|
2,0 |
|||||||||
|
|
|
Бензол |
0,2 |
- |
0,05 |
- |
0,03 |
- |
- |
- |
- |
|
- |
|||||||||
|
|
|
нефть многосернистая |
- |
- |
- |
0,001 |
0,01 |
- |
0,01 |
- |
0,01 |
|
0,05 |
|||||||||
|
|
|
Фенол |
- |
- |
- |
0,000 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Сточные воды предприятия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1. Расход сточных вод, |
|
3,0 |
|
2,5 |
|
3,5 |
|
4,0 |
|
4,5 |
|
10 |
|
15 |
20 |
18 |
|
5,0 |
||||
|
q (м3/с) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2. Концентрация взвешен- |
|
180 |
|
220 |
|
210 |
|
200 |
|
215 |
|
165 |
|
195 |
240 |
175 |
|
320 |
||||
|
ных веществ, Свзв (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3. Время протекания воды от |
|
0,3 |
|
1,0 |
|
0,7 |
|
0,8 |
|
1,2 |
|
1.5 |
|
2,0 |
2.5 |
0,5 |
|
1,25 |
||||
|
места сброса до расчетного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
створа, t (сут) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4. Полная биохимическая |
|
89 |
|
130 |
|
220 |
|
400 |
|
250 |
|
420 |
|
600 |
310 |
160 |
|
320 |
||||
|
потребность сточной воды в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
кислороде, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Lст (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5. Содержание кислоты в |
|
78 |
|
350 |
|
56 |
|
35 |
|
210 |
|
70 |
|
270 |
75 |
220 |
|
95 |
||||
|
сточных водах, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ск (мг-экв/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
6. Температура сточных вод, |
|
38 |
|
30 |
|
27 |
|
32 |
|
31 |
|
40 |
|
39 |
32 |
36 |
|
21 |
||||
|
t0 С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
|
Содержание вредных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
веществ, мг/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мышьяк |
0,06 |
|
0,07 |
- |
|
|
0,04 |
|
0,01 |
0,02 |
|
0,8 |
0,5 |
|
0,9 |
|
1,0 |
|||
|
|
|
Селен |
0,03 |
|
0,04 |
0,02 |
|
|
0,01 |
|
0,05 |
0,04 |
|
- |
- |
|
0,03 |
|
- |
|||
|
|
|
Свинец |
0,.5 |
|
0,2 |
0,03 |
|
|
- |
|
2,1 |
3,0 |
|
1,0 |
0,7 |
|
- |
|
- |
|||
|
|
|
Кадмий |
- |
|
- |
0,02 |
|
|
- |
|
1,7 |
1,0 |
|
1,5 |
3,0 |
|
1,5 |
|
- |
|||
|
|
|
Цинк |
2,1 |
|
1,5 |
1,2 |
|
|
1,8 |
|
4,0 |
5,0 |
|
3,0 |
2,5 |
|
5,0 |
|
2,4 |
|||
|
|
|
Фтор |
1,5 |
|
2,1 |
2,6 |
|
|
2,4 |
|
1,2 |
2,8 |
|
2,0 |
1,8 |
|
2,6 |
|
1,8 |
|||
|
|
|
аммиак (по азоту) |
2,0 |
|
- |
3,5 |
|
|
6,0 |
|
20 |
5,0 |
|
- |
- |
|
3,5 |
|
10 |
|||
|
|
|
нитраты (по азоту) |
13 |
|
12 |
10 |
|
|
15 |
|
16 |
10,5 |
|
9,0 |
20 |
|
6,0 |
|
7,0 |
|||
|
|
|
нефть могосернистая |
0,07 |
|
0,09 |
0,2 |
|
|
3,0 |
|
0,5 |
1,5 |
|
2,5 |
0,8 |
|
0,5 |
|
0,6 |
|||
|
|
|
Фенол |
2,6 |
|
2,2 |
3,5 |
|
|
2,7 |
|
- |
0,05 |
|
0,5 |
1,0 |
|
0,6 |
|
- |
|||
|
|
|
Бензол |
- |
|
- |
0,6 |
|
|
0,4 |
|
- |
1,0 |
|
2,0 |
- |
|
0,1 |
|
0,8 |
|||
|
|
|
Цианиды |
- |
|
- |
- |
|
|
- |
|
- |
- |
|
0,06 |
- |
|
0,3 |
|
0,1 |
|||
|
|
|
|
|
Речная |
вода со сточными водами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
8. Расход воды, Q (м3/с) |
36 |
70 |
102 |
87 |
150 |
280 |
520 |
560 |
280 |
|
162 |
|||||||||||
|
9. Коэффициент смешения, y |
0,3 |
0,25 |
0,35 |
0,25 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,4 |
|
0,5 |
|||||||||||
|
10. Концентрация взвешен- |
6 |
10 |
12 |
4 |
7 |
11 |
13 |
10,5 |
9,5 |
|
11,5 |
|||||||||||
|
ных веществ до сброса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
сточных вод, Св (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
114
Продолжение таблицы 4.7
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
|
11 |
|||
11. Биохимическая потреб- |
2,2 |
|
1,8 |
|
2,1 |
2,2 |
|
1,7 |
2,5 |
|
2,4 |
2,6 |
2,2 |
|
2,0 |
|
ность в кислороде, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lв или Обпк (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. Содержание растворен- |
7,5 |
|
8,0 |
|
8,5 |
8,0 |
|
7,5 |
8,2 |
|
7,2 |
6,5 |
9,5 |
|
9,0 |
|
ного кислорода в речной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воде до сброса сточных вод, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ов (мг/л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. рН |
7,0 |
|
7,2 |
|
6,9 |
7,8 |
|
7,3 |
6,8 |
|
8,0 |
8,2 |
6,6 |
|
7,8 |
|
14. Щелочность (мг/л) |
4,1 |
|
3,2 |
|
4,7 |
3,6 |
|
5,0 |
4,8 |
|
5,1 |
4,1 |
5,5 |
|
4,2 |
|
15. Максимальная |
19 |
|
17 |
|
16 |
22 |
|
19 |
15 |
|
20 |
19 |
14 |
|
13 |
|
температура сточных вод в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наиболее теплый летний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
период, t0 Сmax |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16. Содержание вредных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
веществ, мг/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кадмий |
0,06 |
|
0,001 |
|
- |
0,003 |
|
0,00 |
0,00 |
|
0,003 |
- |
- |
|
0,003 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
Ртуть |
0,00 |
|
- |
|
- |
0,001 |
|
0,00 |
- |
|
- |
- |
- |
|
0,001 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Свинец |
0,00 |
|
0,005 |
|
- |
- |
|
0,00 |
0,00 |
|
0,006 |
0,03 |
0,01 |
|
- |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Цинк |
0,05 |
|
0,02 |
|
0,00 |
- |
|
- |
0,01 |
|
0,02 |
0,05 |
0,00 |
|
0,01 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
Фтор |
0,7 |
|
1,2 |
|
0,8 |
0,5 |
|
0,4 |
0,8 |
|
1,2 |
0,8 |
1,2 |
|
1,0 |
|
Мышьяк |
- |
|
- |
|
0,02 |
- |
|
- |
- |
|
- |
0,01 |
0,03 |
|
- |
|
аммиак (по азоту) |
0,3 |
|
0,4 |
|
0,01 |
0,5 |
|
- |
0,05 |
|
- |
0,2 |
0,03 |
|
0,01 |
|
нитраты (по азоту) |
2,0 |
|
4,0 |
|
3,0 |
1,5 |
|
1,8 |
3,0 |
|
2,0 |
2,0 |
0,6 |
|
2,0 |
|
Бензол |
0,2 |
|
- |
|
0,05 |
- |
|
0,03 |
- |
|
- |
- |
- |
|
- |
|
нефть многосернистая |
- |
|
- |
|
- |
0,001 |
|
0,01 |
- |
|
0,01 |
- |
0,01 |
|
0,05 |
|
Фенол |
- |
|
- |
|
- |
0,0005 |
|
- |
- |
|
- |
- |
- |
|
- |
ПДК растворенного кислорода в расчетном створе после сброса сточных вод Lдоп = 4 мг/л.
115
Таблица 4.8. Расчет необходимой степени очистки сточных вод на очистных сооружениях
№ |
Степень |
|
|
Эо, |
Эк, |
Максимально |
|
варианта |
разбавления |
Эвзв, |
Эбпк, |
% |
допустимая |
Сст / |
|
|
|
% |
% |
содерж. |
% |
температура |
Св / |
|
|
|
|
раствор. |
|
|
Эс.о |
|
|
|
|
кислорода |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Расчеты по очистке сточных вод к заданию 4
Расчеты степени разбавления сточных вод
На многих предприятиях и в хозяйствах проблема снижения концентрации загрязняющих веществ в водотоках и водоемах решается путем разбавления сточных вод. Сточные воды перемешиваются с природными водами. Степень
разбавления определяется по формуле |
|
Кс·Q+q |
(4.2) |
n = ───── , |
q
где n – степень разбавления сточных вод водой реки; Q – расход реки, м3/с;
q – расчетный расход сточных вод, м3/с; Кс – коэффициент смешения.
Коэффициент смешения всегда меньше единицы. Так как влияние сточных вод на водоём оценивается у ближайшего пункта водопользования, у этого пункта и надо определять степень разбавления.
Расход воды является гидрометрической характеристикой. Он определяется соответствующими гидрологическими организациями опытным путем. Поскольку реки имеют неодинаковый сток, как по годам, так и в течение года, то для расчетов берут наихудшие условия, т.е. наименьший среднемесячный расход в маловодные годы при 95 %-ной обеспеченности годового стока. Это случается один раз в 20 лет. Среднемесячный расход реки и коэффициент смешения берутся из данных гидрометеорологической службы, а расход сточных вод определяется расчетным путем или принимается таким же, как на действующем предприятии подобного профиля. На основе данных о степени разбавления сточных вод прогнозируется возможное ухудшение качества воды в реке (водоеме) в результате сброса туда сточных вод.
Качество воды зависит от наличия взвешенных веществ, плавающих
примесей, привкуса, |
окраски, температуры, |
значения pH, минерального |
|||
состава, |
растворенного |
кислорода, |
БПК, |
возбудителей |
|
заболевания, |
ядовитых |
и |
вредных веществ. Для |
всех загрязняющих веществ |
|
разработаны и указаны предельно допустимые концентрации (ПДК). Вредные и
116
ядовитые вещества весьма разнообразны по своему составу, поэтому они нормируются по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ). Лимитирующий показатель вредности отражает наиболее вероятное неблагоприятное воздействие вещества.
Все вещества в водоемах питьевого и культурно-бытового водопользования разделены на три группы: с санитарно-токсикологическим ЛПВ, общесанитарным ЛПВ, органолептическим ЛПВ. В водоемах рыбохозяйственного водопользования выделяют еще вещества, имеющие токсикологический ЛПВ и рыбохозяйственный ЛПВ.
Расчет степени очистки сточных вод от взвешенных веществ
Необходимая степень очистки сточных вод от взвешенных веществ определяется по формуле
Свзвст – Свзво |
|
Эвзв = ─────── · 100 % , |
(4.3) |
Свзвст |
|
где Эвзв – искомая степень очистки, %; Свзвст – исходная концентрация взвешенных веществ в сточных водах до очистки,
мг/л; Свзво – расчетная концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах
перед сбросом в водоем, мг/л.
Концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед
сбросом в водоем определяем по формуле
Свзво = Свзвр + n·Сдоп , (4.4)
где Свзвр – концентрация взвешенных веществ в воде водоема до сброса сточных вод, мг/л;
n – степень разбавления сточных вод в расчетном створе;
Сдоп – допустимое увеличение взвешенных веществ в реке после сброса сточных вод, мг/л.
Для водоемов хозяйственно-питьевого водоснабжения и водоснабжения пищевых предприятий Сдоп равно 0,25 мг/л, а для рыбохозяйственных водоемов и водоемов культурно-бытового пользования – 0,75 мг/л.
Расчет очистки сточных вод от органических веществ по БПК
Биохимическая потребность в кислороде (БПК) – показатель загрязнённости воды органическими веществами: количество кислорода (мг/л), потребляемое для полного окисления органических веществ, содержащихся в воде в процессе её самоочищения, снижение концентрации органических веществ в воде водоёма происходит также за счёт разбавления вод в реке. БПК речной воды в ближайшем пункте водопользования ниже спуска сточных вод (Оo) находят по формуле
n – 1 |
Одоп |
|
Оo = ─── · (Одоп – ОБПК) + ──── , |
(4.5) |
|
117
10 K1t |
10 K1t |
где Одоп – предельно допустимое значение БПК смеси сточных вод и речной воды, мг/л;
ОБПК – БПК речной воды до сброса сточных вод, мг/л; К1 – константа скорости потребления кислорода сточными водами;
t – время протекания воды от места сброса до расчетного створа, сут.
При решении уравнения значения величины 10 K1t вычислить сложно, поэтому можно использовать данные таблиц 4.8, 4.9.
Таблица 4.8 Значения К1 при различных температурах речной воды
toC |
K1 |
|
toC |
K1 |
|
toC |
K1 |
0 |
0.04 |
|
15 |
0.08 |
|
24 |
0.12 |
5 |
0.05 |
|
18 |
0.09 |
|
26 |
0.13 |
9 |
0.06 |
|
20 |
0.10 |
|
28 |
0.14 |
12 |
0.07 |
|
22 |
0.11 |
|
29 |
0.15 |
|
Таблица 4.9 |
Значения величины 10 К1t при переменных К1 и t |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К1 |
|
|
|
|
|
t, сут |
|
|
|
|
|
|
0.25 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
|
2.5 |
3 |
4 |
5 |
6 |
0.04 |
0.981 |
0.955 |
0.912 |
0.871 |
0.832 |
|
0.794 |
0.759 |
0.692 |
0.631 |
0.575 |
0.06 |
0.966 |
0.933 |
0.871 |
0.813 |
0.769 |
|
0.708 |
0.761 |
0.575 |
0.501 |
0.487 |
0.08 |
0.955 |
0.912 |
0.832 |
0.769 |
0.692 |
|
0.631 |
0.757 |
0.489 |
0.408 |
0.331 |
0.11 |
0.944 |
0.891 |
0.794 |
0.708 |
0.631 |
|
0.572 |
0.601 |
0.398 |
0.316 |
0.251 |
0.12 |
0.933 |
0.871 |
0.759 |
0.661 |
0.575 |
|
0.501 |
0.436 |
0.331 |
0.251 |
0.191 |
0.14 |
0.922 |
0.851 |
0.724 |
0.617 |
0.525 |
|
0.447 |
0.332 |
0.275 |
0.200 |
0.145 |
0.16 |
0.912 |
0.832 |
0.692 |
0.575 |
0.479 |
|
0.398 |
0.331 |
0.299 |
0.159 |
0.110 |
0.18 |
0.903 |
0.813 |
0.661 |
0.537 |
0.437 |
|
0.355 |
0.288 |
0.191 |
0.126 |
0.083 |
0.20 |
0.891 |
0.794 |
0.631 |
0.501 |
0.393 |
|
0.316 |
0.251 |
0.168 |
0.100 |
0.063 |
0.22 |
0.881 |
0.776 |
0.603 |
0.478 |
0.363 |
|
0.283 |
0.219 |
0.132 |
0.079 |
0.049 |
0.24 |
0.871 |
0.759 |
0.575 |
0.437 |
0.331 |
|
0.251 |
0.191 |
0.110 |
0.063 |
0.036 |
0.26 |
0.861 |
0.741 |
0.550 |
0.407 |
0.302 |
|
0.224 |
0.166 |
0.091 |
0.050 |
0.026 |
0.28 |
0.851 |
0.724 |
0.525 |
0.380 |
0.275 |
|
0.199 |
0.145 |
0.076 |
0.050 |
0.021 |
0.30 |
0.841 |
0.708 |
0.501 |
0.335 |
0.251 |
|
0.178 |
0.126 |
0.063 |
0.032 |
0.016 |
0.40 |
0.794 |
0.631 |
0.398 |
0.251 |
0.158 |
|
0.100 |
0.063 |
0.025 |
0.010 |
0.004 |
0.50 |
0.750 |
0.565 |
0.316 |
0.178 |
0.100 |
|
0.056 |
0.032 |
0.010 |
0.003 |
0.001 |
Если расчетное значение Оo больше фактического значения БПК сточных вод, подлежащих спуску в реку, то биологической очистки сточных вод не требуется. Если же расчётное значение Оo меньше фактического, то биологическая очистка сточных вод перед спуском в водоем обязательна.
Необходимая степень очистки сточных вод от органических веществ, определяемая по БПК, находится по формуле
118
Ост – Оо |
|
ЭБПК = ───── · 100 %, |
(4.6) |
Ост |
|
где Ост – полная биохимическая потребность сточной воды в кислороде, мг/л.
Расчет очистки сточных вод от органических веществ по концентрации растворенного кислорода
При расчете кислородного режима водоема исходят из показателей поглощения сточными водами растворенного кислорода речной воды в месте их спуска. Количество содержащегося в речной воде растворенного кислорода изменяется в створе, куда вода течет в течение первых двух суток после спуска стоков. Если концентрация кислорода здесь не ниже 4 мг/л, то снижения не произойдет и в дальнейшем.
Формула для определения расчетной концентрации растворенного кислорода
в сточных водах имеет следующий вид: |
|
( n –1 ) (Oв – ОБПК - Одоп) |
|
Ор = ──────────────── , |
(4.7) |
0,4 |
|
где Ор – расчетная концентрация растворенного кислорода в сточной воде, мг/л; n – степень разбавления;
Oв – содержание растворенного кислорода в речной воде до сброса сточных вод, мг/л; ОБПК – биохимическая потребность речной воды в кислороде, мг/л;
Одоп – предельно допустимая концентрация растворенного кислорода, которая должна быть в расчетном створе после сброса сточных вод, мг/л; 0,4 – коэффициент для пересчета полного потребления кислорода в двухсуточное.
Если расчетная концентрация (Ор) меньше той, которая прогнозируется к спуску сточных вод в водоем, то эти воды должны быть очищены. В этом случае необходимую степень очистки определяют по формуле, аналогичной формуле
(4.6):
Ост – Ор
Эо = ──────── · 100 % , (4.8)
Ост
где Ост – полная биохимическая потребность в кислороде в сточной воде, мг/л; Ор – расчетная концентрация растворенного кислорода в сточных водах, мг/л.
Расчет очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода выполняют для определения их загрязненности органическими веществами и выяснения необходимой степени очистки.
Расчет температуры сточных вод перед сбросом их в водоем
Расчет производится с учетом санитарных требований: летняя температура речной воды не должна повышаться в результате спуска сточных вод более чем на
119
3 0С.
Максимально допустимую температуру сточных вод определяют по формуле
Кс ·Q
tст = (─── +1)·(tдоп+tmax), (4.9) q
где Кс – коэффициент смешения; Q – расход реки, м3/c;
q – расход сточных вод, м3/c;
tдоп – допустимое повышение температуры (3 оС);
tmax – максимальная температура речной воды в наиболее теплый летний месяц до спуска сточных вод.
Сравниваем полученную температуру с температурой сточных вод. Если температура сточных вод меньше полученной расчетной, то специальных мер по снижению температуры сточных вод принимать не нужно. Если температура сточных вод больше расчетной, то требуется охлаждение сточных вод перед сбросом их в водоем.
Расчет степени очистки сточных вод по изменению рН
Согласно общим требованиям к составу и свойствам воды водоемов у пунктов культурно-бытового водопользования реакция (рН) не должна выходить за
пределы 6,5-9,0. |
|
Допустимую концентрацию кислоты в сточных водах находят по формуле |
|
Сдоп = (n - 1)·хк, |
(4.10) |
где хк – максимальное количество кислоты, которое может быть добавлено к 1 л речной воды, мг-экв/л (определяют по графику Черкинского);
n – степень разбавления сточных вод.
Пользоваться графиком надо следующим образом. Допустим, что вода имеет рН=7,25 при щелочности 3 мг/л. Восстановив перпендикуляр из точки 7,25 на оси абсцисс до пересечения с основной кривой, которая соответствует 3 (В-3), и, опустив из точки пересечения перпендикуляр на правую ось хк – ординат, находим значение максимального количества кислоты в миллилитрах нормального раствора, которое может быть добавлено к 1 л речной воды по санитарным нормам (хк). В нашем случае оно равно 1,25.
Необходимая степень очистки сточных вод от кислоты определяется по формуле
Ск – Сдоп
Эк = ────── · 100 % (4.11)
Ск где Ск – содержание кислоты в сточных водах, мг-экв/л.
120
Рисунок 4.4. График для определения максимального количества кислоты на 1 л речной воды, мг-экв/л (по С.Н. Черкинскому)
Расчет степени очистки сточных вод от вредных веществ
Если в сточных водах содержится несколько видов вредных веществ, то все компоненты разбиваются на группы с одинаковым лимитирующим показателем вредности (ЛПВ). Например, в сточных водах содержатся мышьяк, ртуть, свинец, никель, цинк. По таблице 4 (приложение) определяем, что мышьяк, ртуть и свинец относятся к группе веществ санитарно-токсикологического ЛПВ, а никель и цинк – к группе веществ общесанитарного ЛПВ. Затем определяем сумму отношений концентраций веществ каждой группы в сточной воде к их предельно допустимым концентрациям:
С1ст |
С2ст |
С3ст |
Сnст |
(4.12) |
──── + ──── + ──── + ... + ──── = ∑ Сст . |
||||
ПДК1 |
ПДК2 |
ПДК3 |
ПДКn |
|
После этого подсчитываем сумму отношений концентраций этих веществ в
воде водоема до спуска в него сточных вод к их ПДК: |
|
|||
С1в |
С2в |
С3в |
Сnв |
(4.13) |
──── + ──── + ──── + ... + ──── = ∑ Св . |
||||
ПДК1 |
ПДК2 |
ПДК3 |
ПДКn |
|
121
И определяем необходимую степень очистки по формуле
n –1
1 - ─── ∑ Св n
Эвр = 1 - ──────── ·100 %, (4.14)
∑ Сст
─────
n
где n – степень разбавления сточных вод.
122